KR102135324B1 - 고출력 uv led를 이용한 물살균장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 물살균장치에 관한 것으로서, 특히 UV LED로부터 발생되는 열을 원활히 방출하여 고출력 UV LED를 이용하여 대용량의 물을 효과적으로 살균할 수 있도록, 살균하고자 하는 물이 수용된 수조 또는 상기 물이 흐르는 수로의 내측으로 설치되는 살균모듈을 포함하되, 상기 살균모듈은, 판 형태로 형성되고 상면에 적어도 하나의 고출력 UV LED가 구비되는 PCB 기판과, 적어도 PCB 기판의 저면에 대응되는 크기로 형성되고 PCB 기판의 저면에 맞닿아 PCB 기판으로부터 발생된 열을 전달받는 히트파이프를 포함하며, 상기 히트파이프는 PCB 기판으로부터 전달받은 열을 수조 또는 수로를 형성하는 벽면으로 전달하는 것을 특징으로 하는 고출력 UV LED를 이용한 물살균장치에 관한 것이다.

Description

고출력 UV LED를 이용한 물살균장치{Apparatus for sterilizing water using high power UV LED}

본 발명은 물살균장치에 관한 것으로서, 특히 대용량의 물을 살균할 수 있는 고출력 UV LED를 이용한 물살균장치에 관한 것이다.

일반적으로 수경시설이나 하수 처리장, 양식장 등에는 물에 존재하는 세균을 사멸하기 위하여 다양한 살균장치가 설치되어 있다.

이러한 살균장치 중 하나로 자외선을 이용한 살균장치가 있으며, 수경시설이나 하수처리장, 양식장 등의 물을 내부에 자외선 램프(UV LED)가 구비된 유입관으로 유입시켜 UV LED를 이용하여 살균 처리하고, 이후 살균 처리된 물을 배출관을 통해 수경시설이나 하수 처리장, 양식장 등으로 배출한다.

이때, 살균에 사용되는 UV LED를 포함한 살균장치는 방열구조가 포함되어 있지 않아 UV LED의 성능이 급격히 저하되고 수명 저하를 일으키는바, 통상 3~10mW 출력을 가지는 저출력 UV LED 만을 사용하고 있는 실정이다.

그러나, 저출력 UV LED는 소량의 물을 살균하는데 문제되지 않지만, 하수처리장, 양식장 등과 같이 대용량의 물을 살균하는데 사용시 살균기능이 제대로 발휘되지 않는다는 문제가 발생된다.

1. 대한민국 공개특허 제10-2009-0081658호 '음용수 저장탱크용 살균장치'

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서 UV LED로부터 발생되는 열을 원활히 방출하여 고출력 UV LED를 이용하여 대용량의 물을 효과적으로 살균할 수 있는 고출력 UV LED를 이용한 물살균장치를 제공함에 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명인 고출력 UV LED를 이용한 물살균장치는, 살균하고자 하는 물이 수용된 수조 또는 상기 물이 흐르는 수로의 내측으로 설치되는 살균모듈을 포함하되, 상기 살균모듈은, 판 형태로 형성되고 상면에 적어도 하나의 고출력 UV LED가 구비되는 PCB 기판과, 적어도 PCB 기판의 저면에 대응되는 크기로 형성되고 PCB 기판의 저면에 맞닿아 PCB 기판으로부터 발생된 열을 전달받는 히트파이프를 포함하며, 상기 히트파이프는 PCB 기판으로부터 전달받은 열을 수조 또는 수로를 형성하는 벽면으로 전달한다.

또한, 상기 살균모듈은, 통 형태를 이루며 내부에 상기 PCB 기판과 히트파이프가 설치되고 상면에 고출력 UV LED가 노출되도록 하는 자외선노출공이 형성된 케이스를 더 포함하되, 상기 케이스는 저면 중앙으로부터 하방으로 봉 형태를 이루는 결합구가 연장형성되어, 상기 결합구와 상기 벽면이 나사결합될 수 있다.

또한, 상기 히트파이프는 판 형태를 이루는 열수용부와, 봉 형태를 이루며 상기 열수용부의 중앙으로부터 하방으로 연장형성된 열전달부를 포함하여 종단면이 'ㅜ'자 형태를 이루도록 형성되되, 상기 결합구는 하단이 개방되고, 상기 열전달부는 결합구의 내측에 구비될 수 있다.

또한, 상기 살균모듈은, 상기 고출력 UV LED를 둘러싸는 링 형태로 형성되어 상기 PCB 기판의 상면에 구비되는 제1 패킹링과, 판 형태를 이루며 상기 제1 패킹링의 상측에 놓여지는 마감필름과, 링 형태로 형성되어 상기 마감필름의 상면 가장자리를 따라 구비되는 제2 패킹링과, 링 형태로 형성되어 제2 패킹링의 내측 가장자리를 따라 구비되며 내측 가장자리를 따라 상방으로 끼움턱이 돌출형성되어 상기 끼움턱이 자외선노출공에 억지끼워지는 마감부재를 더 포함하되, 상기 마감필름은 테프론(Teflon) 소재로 투명하게 형성될 수 있다.

또한, 통 형태를 이루면서 일단과 타단에 각각 유입구와 배출구가 형성된 수로형성본체를 더 포함하되, 상기 살균모듈은 수로형성본체를 이루는 각 측면에 적어도 하나가 구비될 수 있다.

본 발명에 따르면, 고출력 UV LED로부터 발생되는 열을 수조 또는 수로를 형성하며 외부로 노출된 벽면으로 전달하여 방출시키는바, 고출력 UV LED를 사용하더라도 열이 원활히 방출되므로 고출력 UV LED의 성능이 열에 의해 저하되는 것을 방지하면서 대용량의 물을 효과적으로 살균할 수 있다.

그리고, 살균모듈을 수조 또는 수로를 형성하는 벽면에 손쉽게 설치할 수 있으므로 수경시설이나 하수처리장, 양식장에 용이하게 적용가능하다.

도 1은 본 발명인 고출력 UV LED를 이용한 물살균장치에 적용되는 살균모듈이 수조에 설치된 상태를 보여주는 예시도,
도 2는 본 발명인 고출력 UV LED를 이용한 물살균장치에 적용되는 살균모듈의 일 실시예에 따른 구조를 보여주는 분해사시도,
도 3은 본 발명인 고출력 UV LED를 이용한 물살균장치에 적용되는 살균모듈의 다른 실시예에 따른 구조를 보여주는 분해사시도,
도 4는 본 발명인 고출력 UV LED를 이용한 물살균장치에 적용되는 살균모듈의 구조를 보여주는 결합사시도,
도 5는 본 발명인 고출력 UV LED를 이용한 물살균장치에 적용되는 살균모듈이 수조형성본체에 설치된 상태를 보여주는 예시도,
도 6은 본 발명인 고출력 UV LED를 이용한 물살균장치에 적용되는 수조형성본체가 복수 개 연결된 상태를 보여주는 예시도.

본 발명에서는 UV LED로부터 발생되는 열을 원활히 방출하여 고출력 UV LED를 이용하여 대용량의 물을 효과적으로 살균할 수 있도록, 살균하고자 하는 물이 수용된 수조 또는 상기 물이 흐르는 수로의 내측으로 설치되는 살균모듈을 포함하되, 상기 살균모듈은, 판 형태로 형성되고 상면에 적어도 하나의 고출력 UV LED가 구비되는 PCB 기판과, 적어도 PCB 기판의 저면에 대응되는 크기로 형성되고 PCB 기판의 저면에 맞닿아 PCB 기판으로부터 발생된 열을 전달받는 히트파이프를 포함하며, 상기 히트파이프는 PCB 기판으로부터 전달받은 열을 수조 또는 수로를 형성하는 벽면으로 전달하는 것을 특징으로 하는 고출력 UV LED를 이용한 물살균장치를 제안한다.

본 발명의 권리범위는 이하에서 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진자에 의하여 다양하게 변형 실시될 수 있다.

이하, 본 발명인 고출력 UV LED를 이용한 물살균장치는 첨부된 도 1 내지 도 6을 참고로 상세하게 설명한다.

본 발명인 고출력 UV LED를 이용한 물살균장치는 도 1에 도시된 바와 같이 살균하고자 하는 물이 수용된 수조 또는 상기 물이 흐르는 수로의 내측으로 설치되는 살균모듈(A)을 포함한다.

살균모듈(A)은 기본적으로 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 PCB 기판(100)과 히트파이프(200)를 포함한다. PCB 기판(100)은 판 형태로 형성되고 상면에 적어도 하나의 고출력 UV LED(10)가 구비된다. 여기서의 고출력 UV LED란, 100~150mW 의 출력을 가지는 UV LED를 의미하며, PCB 기판(100)에 하나가 구비될 수 있음은 물론 복수 개가 구비될 수 있다.

히트파이프(200)는 적어도 PCB 기판(100)의 저면에 대응되는 크기로 형성되고, PCB 기판(100)의 저면에 맞닿아 PCB 기판(100)으로부터 발생된 열을 전달받는다. 본 발명에서의 히트파이프(200)는 PCB 기판(100)으로부터 전달받은 열을 수조 또는 수로를 형성하는 벽면으로 전달한다. 본 발명에서 사용되는 고출력 UV LED(10)는 종래 물의 살균을 위해 사용되던 저출력 UV LED에 비해 많은 열을 발생시키는바, 히트파이프(200)를 구비하여 고출력 UV LED(10)가 구비됨으로써 많은 열을 전달받는 PCB 기판(10)의 열을 외부로 방출하고자 하는 것이다.

이때, 고출력 UV LED(10)로부터 발생되는 열을 수조 또는 수로를 형성하며 외부로 노출된 벽면으로 전달하여 방출한다. 따라서, 고출력 UV LED(10)를 사용하더라도 열이 원활히 방출되므로 고출력 UV LED(10)의 성능이 열에 의해 저하되는 것을 방지할 수 있어 대용량의 물을 효과적으로 살균할 수 있다.

히트파이프(200)를 통한 벽면으로의 열 전달이 용이하게 이루어질 수 있도록, 살균모듈(A)은 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 케이스(300)를 더 포함할 수 있다. 케이스(300)는 통 형태를 이루며 내부에 PCB 기판(100)과 히트파이프(200)가 설치되며 상면에 고출력 UV LED(10)가 노출되도록 개방된 자외선노출공(310)이 형성된다. 이러한 케이스(300)에는 저면 중앙으로부터 하방으로 봉 형태를 이루는 결합구(320)가 연장형성된다. 또한, 케이스(300)는 상부와 하부가 분리구성되고 상호 결합되도록 구비되어, 내측에 PCB 기판(100)과 히트파이프(200)를 손쉽게 설치할 수 있다.

케이스(300)는 수조 또는 수로의 내측에 PCB 기판(100)이 위치하도록 구비되도록 설치되며, 이렇게 설치됨에 있어 도 1에 도시된 바와 같이 결합구(320)가 상기 벽면과 결합될 수 있다. 이때, 결합구(320)와 상기 벽면은 억지끼워져 결합될 수 있으나, 견고한 결합력을 가지면서 누수가 발생되지 않도록 나사결합됨이 바람직하다. 이에 따라, 결합구(320)는 외주면에 나사산이 형성되고, 결합구(320)의 외주면과 대응되는 벽면에 나사산이 형성될 수 있다. 또한, 결합구(320)는 상기 벽면을 관통하게끔 상기 벽면에 나사결합되고, 그 단부에 누수를 방지하기 위한 오링(20)이 끼워지고 오링(20)의 외측에서 벽면에 보다 견고히 고정시키기 위한 너트(30)가 결합될 수 있다.

이처럼 나사결합을 통해 살균모듈(A)을 수조 또는 수로를 형성하는 벽면에 손쉽게 설치할 수 있는바, 수경시설이나 하수처리장, 양식장에 용이하게 적용가능하다.

케이스(300)의 내측에 구비되는 히트파이프(200)는 일 예로, 도 2에 도시된 바와 같이 판 형태를 이루는 열수용부(210)와, 봉 형태를 이루며 열수용부(210)의 중앙으로부터 하방으로 연장형성된 열전달부(220)를 포함하여 종단면이 'ㅜ'자 형태를 이루도록 형성될 수 있다. 이와 같은 형태를 가진 히트파이프(200)의 열전달부(220)는 결합구(320)의 내측에 구비된다. 이때, 결합구(320)의 하단은 개방된 상태를 이루어 열전달부(220)의 하단으로 전달된 열이 외부로 방출되도록 함이 바람직하다.

한편, 케이스(300)는 도 3에 도시된 바와 같이 결합구(320)가 통 형태를 이루며 내부에 PCB 기판(100)과 히트파이프(200)가 설치된 부분인 하우징과 분리되도록 구성될 수 있다. 이때, 결합구(320)는 판 형태를 이루는 히트파이프(200)와 결합될 수 있으며, 결합되는 히트파이프(200)와 결합구(320) 사이에 용이한 결합을 위한 브라켓(800)이 구비될 수 있다. 브라켓(800)은 일 예로 일자 형태를 이루면서 히트파이프(200)의 내측에 위치하도록 형성될 수 있으며, 결합구(320)의 내부를 관통하는 볼트가 브라켓(800)의 중앙을 관통하면서 히트파이프(200)의 중앙에 결합될 수 있다.

그리고, 살균모듈(A)은 PCB 기판(100)에 구비된 고출력 UV LED(10)를 보호하면서 케이스(300) 내로 물이 유입되지 않도록, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 제1 패킹링(400), 마감필름(500), 제2 패킹링(600) 및 마감부재(700)를 더 포함할 수 있다.

제1 패킹링(400)은 고출력 UV LED(10)를 둘러싸는 링 형태로 형성되어 PCB 기판(100)의 상면에 구비된다. 구체적으로 제1 패킹링(400)은 PCB 기판(100)의 너비보다 작은 너비를 가지도록 형성되며, 고출력 UV LED(10)가 PCB 기판(10)에 복수 개 구비되는 경우, 복수 개의 고출력 UV LED(10)를 한꺼번에 감싸는 링 형태로 형성될 수 있다. 또한, 마감필름(500)은 판 형태를 이루며 제1 패킹링(400)의 상측에 놓여진다. 마감필름(500)은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 제1 패킹링(400)의 내측에 위치하면서 자외선노출공(310)을 통해 노출되는 고출력 UV LED(10)를 보호하기 위한 것으로 테프론(Teflon) 소재로 투명하게 형성됨이 바람직하다.

제2 패킹링(600)은 링 형태로 형성되어 마감필름(500)의 상면 가장자리를 따라 구비된다. 즉, 제2 패킹링(600)은 마감필름(500)의 가장자리 형태와 동일한 링 형태로 이루어진다. 마감부재(700)는 링 형태로 형성되어 제2 패킹링(600)의 내측 가장자리를 따라 구비된다. 즉, 마감부재(700)는 제2 패킹링(600)의 내측 가장자리 형태와 동일한 링 형태로 이루어지며 제2 패킹링(600)과 맞닿으면서 제2 패킹링(600)의 내측에 구비되도록 형성된다. 이러한 마감부재(700)는 내측 가장자리를 따라 상방으로 끼움턱(710)이 돌출형성되며, 끼움턱(710)은 도 1에 도시된 바와 같이 케이스(300)에 형성된 자외선노출공(310)에 억지끼워진다.

한편, 본 발명은 상술한 살균모듈(A)을 비롯하여, 도 5에 도시된 바와 같이 통 형태를 이루면서 일단과 타단에 각각 유입구와 배출구가 형성된 수로형성본체(B)를 더 포함할 수 있다. 수로형성본체(B)는 종단면이 원형 도는 다각형을 이루는 통 형태로 형성될 수 있는데, 살균모듈(A)의 용이한 설치를 위하여 종단면이 다각형을 이루는 통 형태로 형성됨이 바람직하다.

이러한 수로형성본체(B)는 각 측면에 적어도 하나의 살균모듈(A)이 구비될 수 있다. 살균모듈(A)은 수로형성본체(B)의 크기, 수로형성본체(B)를 따라 흐르는 물의 양, 유속, 살균하고자 하는 정도 등을 고려하여 그 개수를 조절할 수 있다. 그리고 살균모듈(A)이 구비된 수로형성본체(B)는 도 6에 도시된 바와 같이 복수 개가 마련되어 각각의 유입구와 배출구가 상호 맞닿도록 구비됨으로써, 수로를 형성할 수 있으며 수로형성본체(B)를 지나는 물에 대하여 지속적인 살균을 할 수 있다.

A : 살균모듈 B : 수로형성본체
10 : 고출력 UV LED 20 : 오링
30 : 너트
100 : PCB 기판 200 : 히트파이프
210 : 열수용부 220 : 열전달부
300 : 케이스 310 : 자외선노출공
320 : 결합구 400 : 제1 패킹링
500 : 마감필름 600 : 제2 패킹링
700 : 마감부재 710 : 끼움턱

Claims (5)

1. 살균하고자 하는 물이 수용된 수조 또는 상기 물이 흐르는 수로의 내측으로 설치되는 살균모듈(A)을 포함하며,
   상기 살균모듈(A)은, 판 형태로 형성되고 상면에 적어도 하나의 고출력 UV LED(10)가 구비되는 PCB 기판(100)과, 적어도 PCB 기판(100)의 저면에 대응되는 크기로 형성되고 PCB 기판(100)의 저면에 맞닿아 PCB 기판(100)으로부터 발생된 열을 전달받는 히트파이프(200)와, 통 형태를 이루며 내부에 상기 PCB 기판(100)과 히트파이프(200)가 설치되고 상면에 고출력 UV LED(10)가 노출되도록 하는 자외선노출공(310)이 형성된 케이스(300)를 포함하되,
   상기 히트파이프(200)는 판 형태를 이루는 열수용부(210)와, 봉 형태를 이루며 상기 열수용부(210)의 중앙으로부터 하방으로 연장형성된 열전달부(220)를 포함하여 종단면이 'ㅜ'자 형태를 이루도록 형성되고,
   상기 케이스(300)는 저면 중앙으로부터 하방으로 봉 형태를 이루면서 하단이 개방되고 내측에 열전달부(220)가 구비되는 결합구(320)가 연장형성되며,
   상기 결합구(320)는 수조 또는 수로를 형성하는 벽면과 나사결합됨으로써, 상기 PCB 기판(100)으로부터 전달받은 열이 히트파이프(200)를 통해 상기 벽면으로 전달됨과 동시에 외부로 방출되는 한편,
   상기 살균모듈(A)은, 상기 고출력 UV LED(10)를 둘러싸는 링 형태로 형성되어 상기 PCB 기판(100)의 상면에 구비되는 제1 패킹링(400)과, 테프론(Teflon) 소재로 투명하게 형성된 판 형태를 이루며 상기 제1 패킹링(400)의 상측에 놓여지는 마감필름(500)과, 링 형태로 형성되어 상기 마감필름(500)의 상면 가장자리를 따라 구비되는 제2 패킹링(600)과, 링 형태로 형성되어 제2 패킹링(600)의 내측 가장자리를 따라 구비되며 내측 가장자리를 따라 상방으로 끼움턱(710)이 돌출형성되어 상기 끼움턱(710)이 자외선노출공(310)에 억지끼워지는 마감부재(700)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고출력 UV LED를 이용한 물살균장치.
2. 제1항에 있어서,
   통 형태를 이루면서 일단과 타단에 각각 유입구와 배출구가 형성된 수로형성본체(B)를 더 포함하되,
   상기 살균모듈(A)은 수로형성본체(B)를 이루는 각 측면에 적어도 하나가 구비되는 것을 특징으로 하는 고출력 UV LED를 이용한 물살균장치.
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